中科院院士、中國力學研究所學術委員會主任李家春,1月14日在中國科技館為公眾講述「身邊的流動——現代流體力學展望」,並接受《中國科學報》記者採訪。
李家春說,力學包括流體力學,既是一門經典學科又是一門現代學科。它在人類早期從事生產活動過程中,即與數學、天文學一起發展。17世紀,牛頓基於前人的天文觀測和力學實驗,發明了微積分,並總結出機械運動三大定律和萬有引力定律,發表了著名的《自然哲學的數學原理》一書。由於原理是普適自然與工程各個領域的規律,從而使力學成為自然科學的先導。歷史上,力學曾經歷基於直觀實踐經驗的古代力學、基於嚴密數學理論的經典力學、基於物理洞察能力的近代力學3個階段。20世紀60年代以來,由於超級計算機、先進測試技術的發展和應用,力學進一步凸顯宏微觀結合和學科交叉的特徵,並進入現代力學發展新階段。
李家春指出,2011年,人們遭遇了眾多極端事件:日本海底地震導致海嘯和福島電站核洩漏;澳大利亞颶風、我國乾旱與洪水災害等異常氣候問題,而它們的預測、預警都是流體力學的前沿問題。同樣是在這一年,美國太空梭歷經30年,共飛行130餘次,而後全面退役。在其退役的種種原因中,防熱系統不可靠等安全問題,成為流體力學工作者需著力解決的重要課題。
李家春強調,流體力學因其研究對象是流體介質(即液體、氣體、等離子體)的對流、擴散,旋渦、波動等現象,相伴的物理、化學、生物過程,以及最終導致的質量、動量、能量輸運,因而,它將在航空航天、海洋海岸、環境能源、生物醫學、材料信息等諸多工程領域發揮不可或缺的作用。因此,現代流體力學不僅是一門重要的基礎學科,而且在同國家經濟、社會發展相關的各個工程技術領域仍具先導作用。有鑑於此,李家春認為,流體力學學科的前沿研究及其後繼人才的培養,應得到國家各個部門的重視和支持。